georeferenciación de plano de 1886 y detectar cambios
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Georeferenciación de Plano de 1886 y Detectar Cambios entre Varios Años en la
Ensenada Honda, Culebra, PR
Rafael J. Rosado Martínez
Maestría en Ciencia y Tecnología Geoespacial
Prof. Raúl Matos
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental y Agrimensura
Universidad Politécnica de Puerto Rico
Abstracto En el presente estudio se aplican una
serie de métodos para poder georeferenciar un
plano de 1886 en la Ensenada Honda de la Isla de
Culebra en Puerto Rico realizado por ingenieros
españoles y con fotos área en formato raster de
diferentes épocas, con la identificación de puntos
en el terreno con equipo de Sistema de
Posicionamiento Global se identificaron
colindancias del plano que son existente alrededor
de la isla, diferentes capas de información de años
recientes y utilizando el sistemas de coordenadas
North American Datum 1983 se realiza el estudio.
Se utilizan programas de Sistemas de Información
Geográfico, solapando las capas, analizando todo
los datos encontrados y realizando controles de
calidad en diferentes áreas del plano comparando
los con datos de métodos precisos se puede
determinar las variaciones o similitudes de la zona.
Términos Claves Control de Calidad, Fotos
Aéreas, Georeferenciación, Plano Histórico,
Sistemas de Información Geográfico.
PROBLEMA
Culebra fue descubierta en el segundo viaje de
Cristóbal Colón. Durante los primeros años de la
colonización española, la isla fue utilizada como
refugio por los Indios Taínos y los Caribe. Sin
embargo, no fue hasta 1879, que el gobernador
Eugenio Despujols Murray, anunció, por medio de
una circular, la intención de colonizar la pequeña
isla. En 1880 se inician los procesos de
colonización, por su labor los colonos recibían
parcelas de tierras con la condición de defender la
isla y residirla. La división de solares comenzó en
el 1887. [1]
En 1898 Puerto Rico fue invadido por Estados
Unidos y el presidente de EU Theodore Roosevelt
proclamo que todos los terrenos públicos pasarían a
la Marina de los EU. En 1975 estos terrenos
pasaron a ser parte del Gobierno de Puerto Rico
(GPR) cuando la Marina abandona la isla. [1]
En el año 2000 GPR realizo construcciones a
lo largo de la costa de la Ensenada Honda, los
terrenos alegados en titularidad del Estado libre
Asociado se alega que se encontraban erróneamente
geoposicionados y que debido a la erosión en las
costas de la isla ocasionadas por el mar, estos
terrenos estén sumergidos por las aguas de la
Ensenada Honda. La alegación está basada en el
hecho que los dibujos de referencia los cuales se
han utilizado en este caso, parten de un plano
geográfico matriz el cual se levantó en la Isla de
Culebra para el año de 1886. [2] Este muestra
terrenos segregados, denominados como Parcela
número 85, localizados gráficamente aledaños al
litoral costero oeste de la Ensenada Honda.
Residentes del lugar indican cambios en el
litoral costero de la Ensenada Honda en la Isla de
Culebra en los últimos ciento veinte (120) años
motivados por la erosión del mar moviendo la costa
hacia el oeste, localizando los terrenos dentro del
mar absorbiendo los mismos.
OBJETIVOS
Los objetivos de este análisis son los
siguientes:
Georeferenciación precisa del plano de 1886 de
la Isla de Culebra. [2]
Identificar en foto aérea año 2007 y en visitas
al campo con GPS colindancias en común con
el plano de 1886 de la Isla de Culebra. [2]
Detectar cambios en diferentes años desde
1887 con el plano de Culebra contra fotos
aéreas de 1964 [3] y 2007. [4] Realizando un
control de calidad en diferentes puntos de la
isla.
JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA
Para detectar si los terrenos en la costa de la
Ensenada Honda se han visto afectado por cambios
por el paso del tiempo, es importante georeferenciar
el plano, ya que ha habido varias construcciones del
gobierno e invasiones de terrenos. Existe esa
discrepancia entre quien es el titular de los solares
en la costa.
REVISIÓN DE LA LITERATURA
La tendencia a encontrar erosión o cambios
geográficos en las costas se debe entre otros a
eventos atmosféricos significativos ocurridos con el
pasar del tiempo. Según Ojeda (2001), se entiende
por erosión costera la modificación (retroceso) de la
línea de la costa preexistente con la consiguiente
pérdida de sedimentos. [5] Estos eventos
atmosféricos serian eventos de alta intensidad como
temporales, tsunamis y huracanes que conlleven
inundaciones.
Se ha determinado que la introducción de
mapas históricos ha sido fundamental en la
detección de cambios con temporales y comparar
los mismos con mapas o imágenes actuales. Los
mapas históricos ofrecen otro tipo de información
no escrita que ayuda a la toma de decisiones del
área de estudio. Los mapas incluyen datos de
coordenadas, tiempo de creación y métodos
precisos cartográficos que ayudan a la
identificación de elementos en el mapa. [6] En
Chicago se realizó un proyecto para mostrar
características en la cuadricula según la guía del
mapa del año 1868 y compararlo con la guía del
año de 1997. En este proyecto se puede identificar
algunos de los métodos para georreferenciar mapas
históricos. El cómo una vez digitalizado el mapa se
identifica las coordenadas o controles del mismo y
lugares existente al día de hoy para sobre poner el
mapa y establecer una precisión del mismo. Una
vez identificados los controles se realizan unos
ajustes al mapa para minimizar el error de
encogimiento y estiramiento del mapa. [6] Incluir
esto en los Sistemas de Información Geográfico
como una capa ofrece información visual, análisis y
permite identificar cambios o similitudes entre dos
imágenes. Se pueden convertir líneas del mapa en
vectores para poder establecer rutas o colindancias
históricas.
Con la combinación de datos históricos y datos
actuales se puede realizar una georeferenciación
precisa comparando las distancias del mapa con las
distancias en una mensura reciente para poder
determinar y analizar el área.
MARCO TEÓRICO
La Isla de Culebra desde 1886 hasta el presente
a recibido una series de eventos atmosféricos
particularmente Huracanes que han sido
impactantes para los residentes.
Métodos o Procedimientos
Se encontraron visualmente similitudes del
plano de 1886 [5] contra la foto aérea de 2007 [4].
Luego de encontrar las similitudes en la foto se
procedió a visitar la Isla para colectar puntos con
GPS para establecer coordenadas en el Sistema
NAD-83. También se colectó información de
diferentes puntos en la Isla para referencias.
Se digitalizó el plano de 1887 y se puso a
escala con las informaciones de distancias y
ángulos que tiene el mismo. Con esto se obtuvo una
buena precisión en las dimensiones del mapa y con
los puntos colectados en el campo se pudo
georeferenciar el plano. Se visitó la Autoridad de
Carreteras, Oficina de Sistemas de Información
Geográfica para solicitar fotografías aéreas antiguas
en sistema de coordenadas NAD-83 para realizar un
análisis de comparación entre varios años de
diferencias y ver el resultado en el Área de la
Ensenada Honda. También se visitó la Autoridad de
Edificios Publico para la obtención del plano de
mensura de la Escuela Ecológica en la costa de la
Ensenada para incluirlos en la comparación de las
imágenes raster.
La información colectada se colocó en capas en
el programa de ArcMap y con el mismo se realizó
el análisis de detección de cambio en el área sujeto.
ANÁLISIS
El programa utilizado para georeferenciar el
plano de 1886 [1] de la Isla de Culebra y realizar el
estudio de terrenos fue el ArcGIS versión 10.3.
El análisis se realizó con los siguientes pasos:
1. Se dibujó una línea de 4,500 metros con un
ángulo de 180 grados desde la esquina noreste
(NE) del solar número 28 hasta la esquina
noroeste (NW) del solar número 43. Se dibujó
una línea de 1,500 metros desde la esquina
noreste (NE) del solar número 28 con un
ángulo de 180 grados hasta la esquina noroeste
(NW) del solar número 14 y otra con un ángulo
de 270 grados de 2,625 metros desde la esquina
noroeste (NW) del solar número 14 hasta la
esquina sureste (SE) del solar número 73. Se
llevó a escala el plano de la corona de 1887
utilizando el programa “ArcGIS”, con el
siguiente procedimiento:
Se inserta el plano de la corona escaneado
al programa “ArcGIS”.
Se identifica en el plano las esquinas de los
solares antes mencionados de donde se
dibujaron las líneas de 4,500 metros y la
de 2,625 metros.
Se lleva el plano desde la esquina noreste
(NE) del solar número 28 hacia el inicio de
la línea de 4,500 metros dibujada y la
esquina noroestes (NW) del solar número
43 hacia el final de la misma línea.
Luego sin que se mueva el plano de las dos
esquinas del paso anterior, se identifica la
esquina sureste (SE) del solar número 73 y
se lleva al final de la línea de 2,625 metros
dibujada.
Con este procedimiento se lleva el plano a
escala y se puede corroborar cualquier dimensión
del plano con una escala métrica y va a concordar
con las dimensiones escritas en el plano de la
corona de 1886 [1]. (Ver Figura 1)
2. Al tener el plano en escala se procede a
georeferenciar el mismo utilizando foto aérea
del 2007 [4] y parcelario del Centro de
Figura 1
Líneas Rojas muestran Dimensiones del Plano a Escala Real
Recaudación de Ingresos Municipales (CRIM) [7].
Este proceso se hizo buscando zonas similares del
plano de la corona con el parcelario del CRIM y la
fotografía aérea del 2007. En el análisis se encontró
que las costas del catastro del CRIM, la foto aérea
del 2007 [4] y la costa sur del solar núm. 41, solar
núm. 32, la costa este del solar núm. 49 y la costa
oeste del solar núm. 70 del plano de la corona son
similares. Se procedió a georeferenciar el plano en
esa zona. Sobre poniendo las referidas costas del
plano de la corona sobre la foto aérea del 2007 [4].
(Véase figura 2)
Otra fase del análisis de georeferenciación fue
que se obtuvo de la Autoridad de Carretera en la
Oficina de Fotogrametría la foto aérea de 1964 [3]
de culebra para demostrar que la foto y el catastro
del CRIM son similares en las costas y no habido
ningún cambio desde entonces. (Ver figura 3)
Figura 2
Análisis en las Costas del Plano de la Corona sobre la Foto Aérea del 2007
Figura 3
Análisis en las Costas del Parcelario de CRIM sobre la Foto Aérea del 1964
3. Con el plano georeferenciado se procedió a
comparar la data de campo adquirida con
equipo de Sistema de Posicionamiento Global
(GPS en sus siglas en ingles). El trabajo de
campo se realizó mensurando la línea de
colindancia noroeste (NE) del solar núm. 92 y
la línea de colindancia noroeste (NW) del solar
núm. 54 del plano, según verjas y monumentos
a lo largo de la colindancia. (Ver Figura 4)
También se encontraron monumentos testigos
de la época en que realizaron el plano. (Ver
figura 5).
Figura 4
Monumento Encontrado a lo largo de la Colindancia
Figura 5
Monumentos Testigos en Piedras Evidenciado Monumento
Al comparar los datos de campo con el plano
de la corona se encontró que la línea de colindancia
del solar núm. 92 coincide con los puntos
colectados en el campo. También se comparó los
datos obtenidos con GPS con el parcelario del
CRIM y la misma coincidió con las líneas de
colindancias del catastro. (Ver figura 5)
4. Se realizó un control de calidad de la
georreferenciación del plano de la corona de
1886 contra la foto aérea de 1964 [3] y la del
2007 [4]. Localizando referencias y
colindancias en común. Se localizó el
cementerio del plano de 1886 [3] (Figura 6 y
7) y se comparó con la foto 2007 [4]. (Figura
8) Se hizo lo mismo con la foto de 1964 [3]
contra la foto 2007 [4].
Figura 6
Cementerio en el Plano de 1886
Figura 7
Control de Calidad del Cementerio en el Plano de 1886 Solapado en la Foto Aérea de 2007
Figura 8
Control de Calidad del Cementerio en la Foto Aérea de 1964 contra la Foto Aérea de 2007
5. En el extremo sur oeste de la isla se observan
colindancias existentes y se comparan con el
plano de 1886 y foto 2007. Se pueden apreciar
la precisión de la georeferenciacion. (Ver
Figura 9).
Figura 9
Colindancias del Plano de 1886 contra las Colindancias Existentes de la Foto Aérea de 2007
Figura 10
Plano de Mensura de 3.19 cdas de la Escuela Ecológica de Culebra realizado por la Autoridad de Edificios Públicos de PR
6. Se localizó un plano de mensura del 2002 del
área de la escuela ecológica de Culebra. [8]
(Ver Figura 10) El mismo tiene una cabida de
3.19 cdas. Este plano se utiliza para realizar
cálculo en cabida del lote 85 del plano de 1886
contra el plano de mensura. También se
compara contra la foto 2007. (Ver Figuras 11 y
12 respectivamente).
Figura 11
Plano de 1886 Solapado Mensura de la Escuela Ecológica de Culebra
Figura 12
Foto Aérea de 2007 y Mensura de la Escuela
Se realiza medida lineal identificando
colindancia de la costa del plano de 1887 vs
colindancia de la costa de la foto 2007. (Ver figura
13.)
Figura 13
Medida Lineal de 78.63 metros aproximados del Plano de 1886 hasta la Costa de la Foto Aérea de 2007
CONCLUSIÓN
Se estableció un método para poder
georeferenciar con precisión un plano histórico en
nuestro caso el plano de 1887, que seria los
siguientes:
Identificar sistema métrico del plano y sus
ángulos en el caso de no tener una tabla de
mensura.
Llevar el plano a escala real con el sistema
identificado.
Realizar un análisis visual para encontrar
similitudes del plano histórico y la foto aérea.
Luego de encontrar las similitudes entre ambas,
salir al campo a colectar puntos de GPS de las
áreas encontradas. Estableces precisión en los
puntos y sistema de coordenadas de los
mismos.
Con el plano a escala georeferenciar el mismo
con los puntos de GPS con el método de
rotación y desplazamiento del programa.
Realizar Control de Calidad para observar
áreas en común del plano georreferenciado
contra la foto aérea. Este método se realiza
visualmente pero con los puntos de GPS
solapados en el plano ayudan a obtener mejor
resultado.
Realizar cálculos de diferencias en cabida y
medidas líneas y obtener diferencias.
Luego de los pasos anteriores se identifica en
el plano de 1886 en el área de la Ensenada Honda
de la isla de Culebras las áreas en las costas que
coinciden, áreas en relleno y áreas con erosión. En
la Figura 14 se observa el resultado de la
georeferenciación del plano de 1886 solapado en la
foto aérea de 2007 y en la Figura 14 con círculos
identificamos las áreas de erosiones que con el
tiempo el área de la Ensenada se ha visto afectada y
otras áreas de relleno que el humano ha realizado
para su disfrute. (Ver Figura 15).
Figura 14
Georeferenciación del Plano de 1886 Solapado en la Foto Aérea de 2007, Ensenada Honda, Culebra, PR
Figura 15
Círculos Identificando Rellenos y Erosión
REFERENCIAS
[1] D. Torrelio. (2004, Septiembre). Historia Isla Culebra
[Online]. Disponible: http://www.Prfrogui.Com/Home/
Culebra.htm.
[2] Archivo Histórico de Puerto Rico, Plano de Mensura de la
Corona Española de 1887, Isla de Culebra de Puerto Rico,
Tamaño 24 pulg x 36 pulg. Escala 1:10,000.
[3] Autoridad de Carreteras de PR, Oficina de Sistemas de
Información Geográfica, Orthophoto Isla de Culebra de
1964, Formato Digital Jpeg, Escala: 1:1000.
[4] Administración de Terrenos de PR, Área de Sistemas de
Información Geográfica, Orthophoto Isla de Culebra de
2007, Formato Digital Jpeg, Escala 1:1000.
[5] J. Ojeda Zújar, “Métodos para el Cálculo de la erosión
costera”, Revisión, Tendencias y Propuesta, Departamento
de Geografía, Física y AGR Universidad de Sevilla.
Boletín de la A.G.E.N 30-2000, 2001, pp. 103-118.
[6] D. Rumsey & M. Williams. (2002). Historical maps in GIS
[Online]. Disponible: http://www.davidrumsey.com/gis/
ch01.pdf.
[7] Centro de Recaudaciones de Ingresos Municipales
(CRIM), Parcelario de la Isla de Culebra de Puerto Rico,
Formato Digital: Shapefile, Escala: 1:1000.
[8] Autoridad de Edificios Públicos de PR, Plano de Mensura
de la Escuela Ecológica del Municipio de Culebra, Año
2002, Tamaño: 24 pulg x 36 pulg., Escala: 1:500.
